[发明专利]在透明微阵列上进行精确pH监控的装置和方法

权利要求书

1.用于具有实验位点的多位点阵列的生物传感器中的装置，所述装置包括：

(a)透明的支撑基底，其支撑一个或多个电极；及

(b)生物分子界面层，其在其上具有固定的pH敏感荧光蛋白和一个或多个固定的探针。

2.根据权利要求1的装置，其中所述pH敏感荧光蛋白为绿荧光蛋白(GFP)。

3.根据权利要求1或2的装置，其中所述固定的pH敏感荧光蛋白覆盖着也被电极覆盖的区域和未被电极覆盖的区域。

4.根据权利要求1或2的装置，其中所述一个或多个电极为氧化铟锡、金、铂、银或碳电极。

5.根据权利要求1或2的装置，其包括一个或多个对电极，且其中一个或多个电极排列成多位点阵列，多位点阵列的每个位点包括工作电极。

6.根据权利要求5的装置，其中工作电极为氧化铟电极，且对电极选自氧化铟锡电极、金电极、铂电极、银电极和碳电极。

7.根据权利要求1或2的装置，其中所述固定的探针选自蛋白质、肽、抗体、抗原、核酸和细胞。

8.根据权利要求7的装置，其中所述一个或多个电极排列成多位点阵列并且每个位点包括一个或多个固定的探针。

9.根据权利要求1的装置，其中位于生物传感器中的所述透明的支撑基底与水溶液接触。

10.根据权利要求9的装置，其中所述水溶液包含稀释的磷酸缓冲液，且其中所述水溶液的pH为介于pH＝5至pH＝8。

11.根据权利要求9的装置，其中所述水溶液添加有选自以下的额外的电解质：硫酸钠、氯化钠或氯化钾、溴化钠或溴化钾、碘化钠或碘化钾、高氯酸钠或高氯酸钾、硝酸钠或硝酸钾、四烷基溴化铵、四烷基碘化铵及它们的组合。

12.根据权利要求9至11之一的装置，其中所述水溶液进一步包含一种或多种缓冲抑制剂。

13.根据权利要求12的装置，其中所述缓冲抑制剂为选自以下的可溶性聚合物：聚(烯丙胺盐酸盐)、聚(二烯丙基二甲基氯化铵)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙亚胺)、聚(乙烯胺)、聚(4–乙烯基吡啶)和三(2–羧乙基)膦盐酸盐。

14.根据权利要求9至11之一的装置，其中所述水溶液包含选自以下组中的水互溶的有机共溶剂：乙腈、二甲亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、N,N–二甲基乙酰胺(DMAc)和它们的混合物。

15.根据权利要求9至11之一的装置，其中所述水溶液进一步包含选自以下组中的电化学活性试剂：盐酸多巴胺、抗坏血酸、苯酚及其衍生物、苯醌及其衍生物、萘醌及其衍生物以及9,10–蒽醌及其衍生物。

16.根据权利要求1或2的装置，其中所述一个或多个电极经由弹簧承载端子连接到电路板上，通过z-轴粘合剂连接到金属箔上的芯片，或连接到基底上的芯片。

17.根据权利要求16的装置，其中所述电路板或芯片由以下供电：印刷电池、结合在基底上的小电池、在基底上使用线圈实施的磁耦合功率传输、或在基底上使用线圈实施的射频耦合功率传输。

18.根据前述权利要求1或2的装置，其中所述生物传感器包括CMOS、电极阵列或TFT基系统。

19.包括前述权利要求之一的装置的生物传感器。

20.根据权利要求19的生物传感器，其包括实验位点的多位点阵列，其中与生物分子分析物相互作用的条件能够在每个实验位点处独立地变化，其中所述透明的支撑基底与水溶液接触。

21.根据权利要求20的生物传感器，其中所述水溶液为包含磷酸缓冲液的水溶液。

22.根据权利要求20或21的生物传感器，其中所述水溶液添加有选自以下的额外的电解质：硫酸钠、氯化钠或氯化钾、溴化钠或溴化钾、碘化钠或碘化钾、高氯酸钠或高氯酸钾、硝酸钠或硝酸钾、四烷基溴化铵、四烷基碘化铵及它们的组合。